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摘 要:本文根据工程碾压式均质土坝填筑施工状况,提出土坝填筑施工工艺及方法、土料填筑的技术要求及坝体填筑质量控制。
关键词:土坝填筑施工程序方法
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0113-02
1 概况
某工程土坝采用碾压式均质土坝,连接段上游坝坡为干砌石护坡,其它部分上游护坡用弃碴填筑至坝顶高程,下游护坡均采用草皮护坡。土坝填筑工程包括粘土填筑,反滤料施工,浆砌石和干砌石衬砌,草皮铺种,路基施工,路面混凝土浇筑等。土坝长226.2m,土坝坝顶高程▽16.2m,最大坝高约16.2m,坝顶宽10m。
2 土坝施工程序
土坝按下列顺序施工，图1。
3 土坝填筑施工方法
3.1 碾压试验
土方压实是控制土坝施工质量的关键工序,现场碾压试验是为了核实土料设计标准的合理性、选择碾压机械类型、确定相应的施工碾压参数、以及提出有关质量控制的技术要求和检验方法。按规范要求,选用有代表性的土料在现场进行碾压试验,根据碾压试验确定的参数进行施工,如土料出现异常情况,应根据施工碾压时所取得的数据,进行分析、调整处理,必要时,取不同的土料进行第二次碾压试验,以便修正施工碾压参数。
3.2 坝基开挖
填筑施工前首先进行测量放样工作,对原地形测量并绘出断面图,将坝基坡脚线、中线每20M设一控制桩。将坝基内的各类树根、草皮、杂物清除,并挖除表层淤泥、有机质土等,由原地面向下清基至原状土。坝轴线上游须挖一截渗槽至粘土层面下1000mm,底宽为4m,开挖边坡1:1,施工初期可用于排水。
对于粘性土坝基,将其表层含水量调节至施工含水量上限范围,采用与防渗体碾压相同的机械、压实参数进行压实,然后刨毛3～5cm深,再铺土压实。坝基开挖采用PC400反铲开挖,20t自卸汽车运输,开挖的弃料堆放在指定位置。
3.3 坝基基础处理
坝基基础处理在坝基开挖后进行。
3.4 坝料开采与运输
对选定的土料场进行开采区界线划定,并埋设明显的界标。按技术要求完成场地清理工作,开挖料场周围的截、排水沟。土料开采时,应在料场严格控制上坝土料的含水量。当料场土料的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时,应对料场土料含水量进行调整,调整方法以加水或翻晒为主。土料运输采用15～20t自卸汽车自土料场区,从坝顶公路运至坝体填筑部位。
3.5 粘土填筑
基础处理完成后开始坝体填筑,粘土填筑采用15～20t自卸汽车进料,推土机平土,14～16t振动压路机碾压,推土机刨毛。
(1)按施工实际情况及进度要求,土坝填筑采用分段进行施工。分段作业面的长度可设为100m左右,共分为3段。施工中相邻施工段的作业面宜均衡上升,段与段之间不可避免出现高差时,应以斜坡面相接,坡度为1∶3～1∶5。
(2)土料填筑以进占法为主,工序内容划分为:铺土、压实、质检三个工序。整个施工工艺流程为:洒水→刨毛→铺土→碾压→检测→洒水→刨毛,整个工序紧密相连,有条有序地进行施工。
①土料铺填:采用自卸汽车配推土机铺料。采用进占法卸料,即汽车在已平好的松土层上卸料,用推土机向前进占平料。推土机铺土方向平行坝轴线,铺土厚度为35～40cm之间,铺土厚度误差不超过±5cm。在土料与砼结构处及砼边角部位,采用人工铺土施工,人工铺土厚度为15～20cm之间,人工铺土厚度误差不超过±2cm。
②土料压实:采用14～16T振动压路机进行碾压,进退错距法压实,碾迹搭压宽度不小于20cm,碾压遍数为6～8遍。边角及与砼结合处则采用人工和蛙式打夯机等方法压实,碾压遍数为8～10遍。
③质检工序:填筑土方须按设计要求和试验参数,进行土料设计干容重和设计壓实度检查。每层填土压实后按要求取样,现场做土工试验。
3.6 护坡施工
(1)上游护坡施工
坝0+850.0～1+075.30上游护坡采用弃碴填筑至坝顶高程。弃碴填筑上游护坡应分层填筑,碾压机械压实。坝1+075.30～1+096.8段采用干砌石护坡,坡脚采用浆砌石。当坝体填土高度为3至4米左右时,可作整坡压实及削坡处理,按设计坡比使用PC220反铲修整坡面和坡脚。坡面经验收合格之后进行护坡衬护工作,护坡工作包括反滤料填筑,浆砌石、干砌石施工等。先进行浆砌石坡脚施工,浆砌石石料、原材料、配合比等各项指标应符合国家有关规范要求。再进行铺设反滤料并振捣密实。经验收合格后,紧跟干砌石护坡施工。块石由自卸车经已填筑坝面卸至上游坡,在上游坡铺铁皮用人工滚运块石至坝坡砌筑高程。干砌石施工按每10m一个单元,首先由测量人员按设计坡度放好样架,然后人工砌筑,砌筑时要求块石错缝搭砌,紧靠密实,稳固,表面平整,再用毛石塞缝且要求其用量不得超过该砌体重量的10%。
(2)下游护坡施工
下游护坡均采用草皮护坡,草皮采用业主、设计等相关单位认可的品种。草皮铺筑前先进行边坡的修整,然后在边坡上洒些松土,草皮铺筑后适当用力拍打,然后开始洒水护养至草皮成活。
3.7 坝顶结构施工
(1)电缆沟施工
坝体填筑完成已验收后,进行坝顶结构电缆沟施工。电缆沟砼在拌和楼拌制,用汽车运输,人工进仓,用2.2kW软轴振动器振捣。各部分规格尺寸严格按设计图纸施工。电缆沟盖板为预制砼,集中在预制厂制作,电缆沟形成后,盖板方可进行施工。
(2)路基层施工
坝顶路基层又分为碎石垫层和砾、水泥混合物层等两层。碎石垫层厚300mm,砾、水泥混合物层厚150mm。碎石垫层采用摊铺机铺料,振动压路机压实。靠近电缆沟边1m内,采用人工和蛙式打夯机进行夯实。每一作业段应按规定进行压实度试验和其它检验项目,验收合格后进行砾、水泥混合物层基层施工。
(3)沥青路面砼施工
坝顶路面为沥青砼路面,沥青砼路面厚220mm,沥青砼方量为862m3。设一座沥青砼拌和站,布置1台双强制式搅拌机,生产率120t/h。沥青砼路面除按坝段分块外,还按坝中心线分成两部分施工,先完成一半路面,再进行另一半路面施工。沥青砼路面施工工艺流程为:施工准备→沥青砼进仓→沥青砼铺平→压实。
(4)浪墙施工及路缘石施工
防浪墙为钢筋砼结构,砼为C20。防浪墙距坝面高1000mm,顶宽500mm。钢筋采用手工电弧焊,砼由拌和楼拌和,用自卸汽车运输,人工进仓,采用软轴振动器振捣密实。防浪墙按砼结构要求分缝施工,砼浇筑一次成型。防浪墙砼外观质量应保证光滑、美观。
路面沥青砼层施工后即进行下游路缘石施工,采用预制砼结构。路缘石之间缝隙用水泥浆抹缝。预制路缘石宽200mm,高350mm,顶部为半圆形。
3.8 土坝连接段基础施工
土坝连接段挡墙基础开挖须挖至▽0.00m,并结合厂房▽0.5m以上开挖同时进行。此段坝基为淤质粘土,开挖时采用PC220反铲挖装20T自卸车运至弃料场。坝基采用水泥搅拌桩进行处理,距坝轴线上游25m、35m处布置各一排,梅花型布置,桩径500mm,间距1000mm。
土坝连接段挡墙下部基础处理采用管桩,挡墙基础上、下游各布置一排,桩径400 mm,平均间距1.7m～2.5m不等,桩顶高程▽0.00,桩底高程▽-23.0,管桩长23m。管桩采用打桩机进行施工。
3.9 砼挡墙施工
(1)砼箱体施工
基础处理完成后,进行砼箱体施工。坝轴线处挡墙下部为砼箱体结构,共分成三个箱体结构。箱体内要求回填块石。砼箱体分三层施工:
①第一层为箱体砼底板,底板厚1200mm。砼由拌和楼拌和,自卸汽车运输,履带吊机吊运进仓,硬轴振动器振捣。施工顺序为:测量放样→模板安装→钢筋绑扎→仓面验收→砼浇筑→砼养护。
②第二层为箱体砼墙体,墙体净高4400mm,施工方法如上①所述。待完成第一层砼浇筑后,增加砼打毛冲洗工序,其余施工顺序按上①所述。由于箱体内需回填块石,墙体砼需提高一个等级或按早强砼施工。墙体砼龄期至少7天经试验强度达设计要求70%以上,才进行块石回填。块石由自卸汽车从料场运到仓面附近,卸到钢丝网上,由履带吊机吊运入仓。仓面由人工对块石进行摆放,并注意各箱体内块石要均匀上升,不得单个箱体内块石上升过快,以造成墙体损坏。
③第三层为顶板砼,顶板厚1000mm。块石回填至顶板底高程后,进行顶板砼施工,施工方法、施工顺序如上①所述。
(2)砼扶壁式挡墙施工
扶壁式挡墙首先进行底板施工,然后进行墙体和扶壁砼施工。施工方法、施工顺序如上①所述。
(3)土料填筑
此段土料填筑在挡土墙施工完成后进行,方法与上述坝体填筑基本相同。以下简述土坝连接段粘土填筑施工方法:
①填筑面处理
经测绘放样,确定填筑范围后,组织人员、设备对基础进行清理,同时与土料接触的砼表面进行清洗干净,待验收合格后进行下一道工序施工。同时根据规定的要求对土料填筑部位与砼接触面涂刷2遍浓泥浆,应保证涂刷质量做到连续均匀,并加强现场的监督检查工作。经验收合格后进行下一工序的施工。
②土料填筑
粘土填筑施工时采用进占法施工,用自卸汽车将土料运至填筑面,由推土机摊铺,邻近建筑物1.5m内由人工辅助铺料。施工时应注意保护土工格栅。距建筑物1.5m外,铺土厚度40cm,14t～16t振动碾错距法碾压6～8遍;邻近建筑物1.5m内,铺土厚度20cm,由蛙式打夯机和人工辅助夯实。挡土墙扶壁两侧的填土应平衡上升,高差应小于80cm,防止扶壁被挤压移位。填筑约5m高后用无斗齿反铲挖掘机将上下游超宽部分土体削除,修整坡面并用打夯机再次夯实。
③土工格栅施工
挡土墙施工完成后进行坝体填筑,每填筑80cm增加铺设一层单向土工格栅,土工格栅伸入坝体长6.5m～32.5m,土工格柵延挡土墙向上返回与上层土工格栅搭接一定长度,土工格栅搭接应符合规定长度要求。土工格栅与土体、挡墙的结合必须加强碾压和夯实。
④填筑压实质量检查
填筑土方按设计要求和试验参数进行压实度检查,填筑土方压实度的检查采用环刀法进行,按国家有关试验规范的规定进行取样检查土方的压实度,检查合格后方准上一层填土的施工。
4 结语
在水利工程建设中,筑坝材料种类多,填筑强度高,施工技术复杂,在施工过程中,结合工程实际情况制定相应的施工方案和具体施工方法,保证填筑质量满足设计和规范要求,填筑进度达到目标计划。
关键词:土坝填筑施工程序方法
中图分类号:TU7 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2011)08(b)-0113-02
1 概况
某工程土坝采用碾压式均质土坝,连接段上游坝坡为干砌石护坡,其它部分上游护坡用弃碴填筑至坝顶高程,下游护坡均采用草皮护坡。土坝填筑工程包括粘土填筑,反滤料施工,浆砌石和干砌石衬砌,草皮铺种,路基施工,路面混凝土浇筑等。土坝长226.2m,土坝坝顶高程▽16.2m,最大坝高约16.2m,坝顶宽10m。
2 土坝施工程序
土坝按下列顺序施工，图1。
3 土坝填筑施工方法
3.1 碾压试验
土方压实是控制土坝施工质量的关键工序,现场碾压试验是为了核实土料设计标准的合理性、选择碾压机械类型、确定相应的施工碾压参数、以及提出有关质量控制的技术要求和检验方法。按规范要求,选用有代表性的土料在现场进行碾压试验,根据碾压试验确定的参数进行施工,如土料出现异常情况,应根据施工碾压时所取得的数据,进行分析、调整处理,必要时,取不同的土料进行第二次碾压试验,以便修正施工碾压参数。
3.2 坝基开挖
填筑施工前首先进行测量放样工作,对原地形测量并绘出断面图,将坝基坡脚线、中线每20M设一控制桩。将坝基内的各类树根、草皮、杂物清除,并挖除表层淤泥、有机质土等,由原地面向下清基至原状土。坝轴线上游须挖一截渗槽至粘土层面下1000mm,底宽为4m,开挖边坡1:1,施工初期可用于排水。
对于粘性土坝基,将其表层含水量调节至施工含水量上限范围,采用与防渗体碾压相同的机械、压实参数进行压实,然后刨毛3～5cm深,再铺土压实。坝基开挖采用PC400反铲开挖,20t自卸汽车运输,开挖的弃料堆放在指定位置。
3.3 坝基基础处理
坝基基础处理在坝基开挖后进行。
3.4 坝料开采与运输
对选定的土料场进行开采区界线划定,并埋设明显的界标。按技术要求完成场地清理工作,开挖料场周围的截、排水沟。土料开采时,应在料场严格控制上坝土料的含水量。当料场土料的天然含水量大于或小于施工填筑含水量时,应对料场土料含水量进行调整,调整方法以加水或翻晒为主。土料运输采用15～20t自卸汽车自土料场区,从坝顶公路运至坝体填筑部位。
3.5 粘土填筑
基础处理完成后开始坝体填筑,粘土填筑采用15～20t自卸汽车进料,推土机平土,14～16t振动压路机碾压,推土机刨毛。
(1)按施工实际情况及进度要求,土坝填筑采用分段进行施工。分段作业面的长度可设为100m左右,共分为3段。施工中相邻施工段的作业面宜均衡上升,段与段之间不可避免出现高差时,应以斜坡面相接,坡度为1∶3～1∶5。
(2)土料填筑以进占法为主,工序内容划分为:铺土、压实、质检三个工序。整个施工工艺流程为:洒水→刨毛→铺土→碾压→检测→洒水→刨毛,整个工序紧密相连,有条有序地进行施工。
①土料铺填:采用自卸汽车配推土机铺料。采用进占法卸料,即汽车在已平好的松土层上卸料,用推土机向前进占平料。推土机铺土方向平行坝轴线,铺土厚度为35～40cm之间,铺土厚度误差不超过±5cm。在土料与砼结构处及砼边角部位,采用人工铺土施工,人工铺土厚度为15～20cm之间,人工铺土厚度误差不超过±2cm。
②土料压实:采用14～16T振动压路机进行碾压,进退错距法压实,碾迹搭压宽度不小于20cm,碾压遍数为6～8遍。边角及与砼结合处则采用人工和蛙式打夯机等方法压实,碾压遍数为8～10遍。
③质检工序:填筑土方须按设计要求和试验参数,进行土料设计干容重和设计壓实度检查。每层填土压实后按要求取样,现场做土工试验。
3.6 护坡施工
(1)上游护坡施工
坝0+850.0～1+075.30上游护坡采用弃碴填筑至坝顶高程。弃碴填筑上游护坡应分层填筑,碾压机械压实。坝1+075.30～1+096.8段采用干砌石护坡,坡脚采用浆砌石。当坝体填土高度为3至4米左右时,可作整坡压实及削坡处理,按设计坡比使用PC220反铲修整坡面和坡脚。坡面经验收合格之后进行护坡衬护工作,护坡工作包括反滤料填筑,浆砌石、干砌石施工等。先进行浆砌石坡脚施工,浆砌石石料、原材料、配合比等各项指标应符合国家有关规范要求。再进行铺设反滤料并振捣密实。经验收合格后,紧跟干砌石护坡施工。块石由自卸车经已填筑坝面卸至上游坡,在上游坡铺铁皮用人工滚运块石至坝坡砌筑高程。干砌石施工按每10m一个单元,首先由测量人员按设计坡度放好样架,然后人工砌筑,砌筑时要求块石错缝搭砌,紧靠密实,稳固,表面平整,再用毛石塞缝且要求其用量不得超过该砌体重量的10%。
(2)下游护坡施工
下游护坡均采用草皮护坡,草皮采用业主、设计等相关单位认可的品种。草皮铺筑前先进行边坡的修整,然后在边坡上洒些松土,草皮铺筑后适当用力拍打,然后开始洒水护养至草皮成活。
3.7 坝顶结构施工
(1)电缆沟施工
坝体填筑完成已验收后,进行坝顶结构电缆沟施工。电缆沟砼在拌和楼拌制,用汽车运输,人工进仓,用2.2kW软轴振动器振捣。各部分规格尺寸严格按设计图纸施工。电缆沟盖板为预制砼,集中在预制厂制作,电缆沟形成后,盖板方可进行施工。
(2)路基层施工
坝顶路基层又分为碎石垫层和砾、水泥混合物层等两层。碎石垫层厚300mm,砾、水泥混合物层厚150mm。碎石垫层采用摊铺机铺料,振动压路机压实。靠近电缆沟边1m内,采用人工和蛙式打夯机进行夯实。每一作业段应按规定进行压实度试验和其它检验项目,验收合格后进行砾、水泥混合物层基层施工。
(3)沥青路面砼施工
坝顶路面为沥青砼路面,沥青砼路面厚220mm,沥青砼方量为862m3。设一座沥青砼拌和站,布置1台双强制式搅拌机,生产率120t/h。沥青砼路面除按坝段分块外,还按坝中心线分成两部分施工,先完成一半路面,再进行另一半路面施工。沥青砼路面施工工艺流程为:施工准备→沥青砼进仓→沥青砼铺平→压实。
(4)浪墙施工及路缘石施工
防浪墙为钢筋砼结构,砼为C20。防浪墙距坝面高1000mm,顶宽500mm。钢筋采用手工电弧焊,砼由拌和楼拌和,用自卸汽车运输,人工进仓,采用软轴振动器振捣密实。防浪墙按砼结构要求分缝施工,砼浇筑一次成型。防浪墙砼外观质量应保证光滑、美观。
路面沥青砼层施工后即进行下游路缘石施工,采用预制砼结构。路缘石之间缝隙用水泥浆抹缝。预制路缘石宽200mm,高350mm,顶部为半圆形。
3.8 土坝连接段基础施工
土坝连接段挡墙基础开挖须挖至▽0.00m,并结合厂房▽0.5m以上开挖同时进行。此段坝基为淤质粘土,开挖时采用PC220反铲挖装20T自卸车运至弃料场。坝基采用水泥搅拌桩进行处理,距坝轴线上游25m、35m处布置各一排,梅花型布置,桩径500mm,间距1000mm。
土坝连接段挡墙下部基础处理采用管桩,挡墙基础上、下游各布置一排,桩径400 mm,平均间距1.7m～2.5m不等,桩顶高程▽0.00,桩底高程▽-23.0,管桩长23m。管桩采用打桩机进行施工。
3.9 砼挡墙施工
(1)砼箱体施工
基础处理完成后,进行砼箱体施工。坝轴线处挡墙下部为砼箱体结构,共分成三个箱体结构。箱体内要求回填块石。砼箱体分三层施工:
①第一层为箱体砼底板,底板厚1200mm。砼由拌和楼拌和,自卸汽车运输,履带吊机吊运进仓,硬轴振动器振捣。施工顺序为:测量放样→模板安装→钢筋绑扎→仓面验收→砼浇筑→砼养护。
②第二层为箱体砼墙体,墙体净高4400mm,施工方法如上①所述。待完成第一层砼浇筑后,增加砼打毛冲洗工序,其余施工顺序按上①所述。由于箱体内需回填块石,墙体砼需提高一个等级或按早强砼施工。墙体砼龄期至少7天经试验强度达设计要求70%以上,才进行块石回填。块石由自卸汽车从料场运到仓面附近,卸到钢丝网上,由履带吊机吊运入仓。仓面由人工对块石进行摆放,并注意各箱体内块石要均匀上升,不得单个箱体内块石上升过快,以造成墙体损坏。
③第三层为顶板砼,顶板厚1000mm。块石回填至顶板底高程后,进行顶板砼施工,施工方法、施工顺序如上①所述。
(2)砼扶壁式挡墙施工
扶壁式挡墙首先进行底板施工,然后进行墙体和扶壁砼施工。施工方法、施工顺序如上①所述。
(3)土料填筑
此段土料填筑在挡土墙施工完成后进行,方法与上述坝体填筑基本相同。以下简述土坝连接段粘土填筑施工方法:
①填筑面处理
经测绘放样,确定填筑范围后,组织人员、设备对基础进行清理,同时与土料接触的砼表面进行清洗干净,待验收合格后进行下一道工序施工。同时根据规定的要求对土料填筑部位与砼接触面涂刷2遍浓泥浆,应保证涂刷质量做到连续均匀,并加强现场的监督检查工作。经验收合格后进行下一工序的施工。
②土料填筑
粘土填筑施工时采用进占法施工,用自卸汽车将土料运至填筑面,由推土机摊铺,邻近建筑物1.5m内由人工辅助铺料。施工时应注意保护土工格栅。距建筑物1.5m外,铺土厚度40cm,14t～16t振动碾错距法碾压6～8遍;邻近建筑物1.5m内,铺土厚度20cm,由蛙式打夯机和人工辅助夯实。挡土墙扶壁两侧的填土应平衡上升,高差应小于80cm,防止扶壁被挤压移位。填筑约5m高后用无斗齿反铲挖掘机将上下游超宽部分土体削除,修整坡面并用打夯机再次夯实。
③土工格栅施工
挡土墙施工完成后进行坝体填筑,每填筑80cm增加铺设一层单向土工格栅,土工格栅伸入坝体长6.5m～32.5m,土工格柵延挡土墙向上返回与上层土工格栅搭接一定长度,土工格栅搭接应符合规定长度要求。土工格栅与土体、挡墙的结合必须加强碾压和夯实。
④填筑压实质量检查
填筑土方按设计要求和试验参数进行压实度检查,填筑土方压实度的检查采用环刀法进行,按国家有关试验规范的规定进行取样检查土方的压实度,检查合格后方准上一层填土的施工。
4 结语
在水利工程建设中,筑坝材料种类多,填筑强度高,施工技术复杂,在施工过程中,结合工程实际情况制定相应的施工方案和具体施工方法,保证填筑质量满足设计和规范要求,填筑进度达到目标计划。